单片机原理及应用第十章 51单片机外部存储器扩展
项目 一 汽车单片机原理应用(任务五 MCS-51单片机系统扩展)
（3） MCS-51单片机系统地址空间的分配 系统空间分配：通过适当的地址线产生各外部扩展器件的片 选/使能等信号就是系统空间分配。
编址：编址就是利用系统提供的地址总线，通过适当的连接， 实现一个编址惟一地对应系统中的一个外围芯片的过程。编 址就是研究系统地址空间的分配问题。
片内寻址：若某芯片内部还有多个可寻址单元，则称为片内 寻址。
2）全地址译码法
利用译码器对系统地址总线中未被外扩芯片用到的高位 地址线进行译码，以译码器的输出作为外围芯片的片选信 号。常用的译码器有：74LS139，74LS138，74LS154等。 优点是存储器的每个存储单元只有惟一的一个系统空间地 址，不存在地址重叠现象；对存储空间的使用是连续的， 能有效地利用系统的存储空间。缺点是所需地址译码电路 较多，。全地址译码法是单片机应用系统设计中经常采用 的方法。
1。程序和数据之和不大于 存储器总容量。 2。程序必须存放在低地址，
数据存放在高地址。
三、并行I/O口扩展 MCS-51单片机具有四个并行8位I/O口原理均可用做双向并行 I/O接口，但在实际应用中，可提供给用户使用的I/O口只有P1 口和部分P3口线及作为数据总线用的P0口。在单片机的I/O口 线不够用的情况下，可以借助外部器件对I/O口进行扩展 （1）概述 1）单片机I/O口扩展方法 并行I/O口扩展的目的：为外围设备提供一个输入输出通道。 ①并行总线扩展的方法 ②串行口扩展方法（只介绍总线扩展方式下I/O接口扩展方法） ③I/O端口模拟串行方法
二、存储器的扩展 存储器是计算机系统中的记忆装置，用来存放要运行的程 序和程序运行所需要的数据。单片机系统扩展的存储器可分为 程序存储器和数据存储器两种类型。
（1）MCS-51单片机对外部存储器的扩展应考虑的问题
51单片机资源扩展：扩展片外RAM
51 单片机资源扩展：扩展片外RAM
上一文中扩展了单片机的程序存储器，4KB 存储空间提升到64KB。
其
实，4K 的代码空间还凑合，但是51 自带的256B 数据存储空间使用起来还
真紧张，其中留给用户的连128B 都不到，所以不得不扩展片外RAM。
扩展RAM 方法和扩展ROM 差不多，都是占用P0/P2 口做地址线，同时P0 用锁
存器74373 分时复用地址和数据信号。
以前扩展RAM 是用汇编语言访问存储器，好处是定位精准，指哪打哪，
坏处就是：程序规模一大就有点难维护了，所以还得改用C 实现。
对应于汇编语言用R1,R0/DPTR 访问外部RAM，keil C 扩展了存储类型，增加了如pdata(等同用movx @Rn 访问方式)/xdata(等同于movx @DPTR 访问方式)存储类型用于访问片外ram。
同时，还提供了绝对地址访问的宏，
如PBYTE/XBYTE，查看定义：
[cpp] view plain copy#define PBYTE((unsigned char volatile pdata*)0);
#define XBYTE((unsigned char volatile xdata*)0);。
关于51单片机存储器与扩展存储器
一．51的存储器从功能上来说可以分为程序存储器和数据存储器，至于到底能扩展多少存储空间，要看你扩展的是哪一类存储器。
访问存储空间时，需要用到两个指针变量，为DPTR和PC。
其中pc为程序计数器，指向下一条需要执行的指令的地址，DPTR为数据指针寄存器，这两个变量的长度都为16位，这是51单片机内部结构决定的，无法改变。
所以这两个指针的寻址能力都为64K。
这样看来，两类存储器的扩展能力都为64K 。
但是，如果你实际扩展过存储器，你就可以发现程序存储器的扩展能力并没有64K！！！这是为什么呢？？？？这得从51单片机的存储空间的编址说起。
这里仅作简单说明，具体可以看教科书。
简单地说，内部程序存储器和外部程序存储器是一起编址的，它们分别占用64K地址的一部分，所以外部扩展时要减去内部的地址空间，当然小于64K啦。
而数据存储器是内外部分别编址，内外部数据存储器用不同的指令进行访问，所以不用担心单片机会混淆内外部数据存储器，所以外部数据存储器扩展能力有64K二．MCS-51单片机扩展系统中,片外程序存储器和片外数据存储器共处同一个地址空间,为什么不会发生总线冲突?硬件上，控制信号不一样：片外程序存储器工作，要PSEN信号有效；片外数据存储器工作，要RD或WR信号有效；软件上，寻址不一样，片外程序存储器工作，要用MOVC，片外数据存储器工作，要用MOVX；虽然说他们的地址都是0000H~FFFFH，不会发生冲突的因为控制信号线的不同：外扩的RAM芯片既能读出又能写入，所以通常都有读写控制引脚，记为OE和WE。
外扩RAM的读、写控制引脚分别与MCS-51的RD和WR引脚相连。
外扩的EPROM在正常使用中只能读出，不能写入，故EPROM芯片没有写入控制引脚，只有读出引脚，记为OE，该引脚与MCS-51单片机的PSEN相连三．单片机中外接程序存储器和数据存储器公用16位地址线和8根数据线为什么不会起冲突建议你阅读一下单片机关于选通地址、传递数据方面的叙述。
51单片机外部存储器的扩展
1. 片内带程序存储器的最 小应用系统 片内带程序存储器 的8051、 8751本身即可构 成一片最小系统，只要将 单片机接上时钟电路和复 位电路即可, 同时EA 接高 电平, ALE、PSEN 信号不 用， 系统就可以工作。 (1) 系统有大量的I/O线可供用户使用: P0、 P1、 P2、 P3四个口都可以作为I/O口使用。 (2) 内部存储器的容量有限, 只有128 B的RAM和4 KB的程序存储器。
8051单片机的总线扩展 8051单片机的总线扩展
系统扩展概述
最小应用系统 单片机系统的扩展是以基本的最小系统为 基础的, 故应首先熟悉最小应用系统的结构。 实 际 上 ， 内 部 带 有 程 序 存 储 器 的 8051 或 8751单片机本身就是一个最简单的最小应用系 统，许多实际应用系统就是用这种成本低和体 积小的单片结构实现了高性能的控制。 对于内部无程序存储器的芯片8031来说, 则 要用外接程序存储器的方法才能构成一个最小 应用系统。
口作为高8位的地址总线 二、以P2口作为高 位的地址总线 口作为高
P0口的低 位地址加上 的高 位地址就可以形成 位的 口的低8位地址加上 的高8位地址就可以形成 口的低 位地址加上P2的高 位地址就可以形成16位的 的寻址能力。 地址总线，达到64KB的寻址能力。 地址总线，达到 的寻址能力 实际应用中，往往不需要扩展那么多地址， 实际应用中，往往不需要扩展那么多地址，扩展多少用 多少口线，剩余的口线仍可作一般I/O口来使用 口来使用。 多少口线，剩余的口线仍可作一般 口来使用。
三、控制信号线 ALE：地址锁存信号，用以实现对低8位地址的锁存。 ：地址锁存信号，用以实现对低 位地址的锁存 位地址的锁存。 PSEN：片外程序存储器读选通信号。 ：片外程序存储器读选通信号。 EA：程序存储器选择信号。为低电平时，访问外部程序存储 ：程序存储器选择信号。 低电平时，访问外部程序存储 外部 高电平时，访问内部程序存储器。 内部程序存储器 器；为高电平时，。 RD：片外数据 ： 存储器读选通信 号。 P2 ALE P0 8051 PSEN WR RD A8~A15 地址 A0~A7 锁存器 D0~D7 地址总线
《单片机原理与应用设计》总结
单片机原理与应用设计第一章单片机概述在一块半导体硅片上集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM/ROM）、和各种I/O接口的集成电路芯片由于其具有一台微型计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单片机。
单片机主要应用于测试和控制领域。
单片机的发展历史分为四个阶段。
1974—1976年是单片机初级阶段，1976—1978年是低性能单片机阶段，1978—1983年是高性能单片机阶段，期间各公司的8位单片机迅速发展。
1983至现在是8位单片机巩固发展及16位、32位单片机推出阶段。
单片机的发展趋势将向大容量、高性能、外围电路内装化等方面发展。
单片机的发展非常迅速，其中MCS-51系列单片机应用非常广泛，而在众多的MCS-51单片机及其各种增强型、扩展型的兼容机中，AT89C5x系列，尤其是AT89C51单片机成为8位单片机的主流芯片之一。
第二章89C51单片机的硬件结构89C51单片机的功能部件组成如下：8位微处理器，128B数据存储器片外最多可外扩64KB，4KB程序存储器，中断系统包括5个中断源，片内2个16位定时器计数器且具有4种工作方式。
1个全双工串行口，具有四种工作方式。
4个8位并行I/O口及特殊功能寄存器。
89C51单片机的引脚分为电源及时钟引脚、控制引脚及I/O口。
电源为5V 供电，P0口为8位漏极开路双向I/O口，字节地址80H，位地址80H—87H。
可作为地址/数据复用口，用作与外部存储器的连接，输出低8位地址和输出/输入8位数据，也可作为通用I/O口，需外接上拉电阻。
P1、P2、P3为8位准双向I/O 口，具有内部上拉，字节地址分别为90H，A0H，B0H。
其中P0、P2口可作为系统的地址总线和数据总线口，P2口作为地址输出线使用时可输出外部存储器的的高8位地址，与P0口输出的低8位地址一起构成16位地址线。
P1是供用户使用的普通I/O口，P3口是双向功能端口，第二功能很重要。
51单片机总线扩展 io口扩展
三：单片机与Flash的其他扩展方式
1:线选法
如图，由P2.4～P2.0和P0口组成14位地址线，用P2.7和P2.6进行存 储器芯片选择。
2：地址译码法译码法
采用译码器的方法选片，能够扩展多片存储器。
二：单片机与Flash扩展的时序
74LS373是三态8位D透明触发器，当锁存允许端 EN为高电平时，输出 OUT随输入数据 D 而变。当 EN为低电平时，输出被锁存在已建立的输 入数据电平 。 （1）指令读取的时序 在指令读取时，P2口输出16位地址的高8位。P0口首先输出地址的低8 位数据，在ALE有效时（低电平），地址的低8位数据被锁存在74LS373 的输出端，与P2口袋8位数据共同组成了完整的16位地地址，
2：数据总线（DB） 数据总线宽度为8位，由P0口提供。 3：控制总线（CB） 控制总线由第二状态下的P3口和4根独立控制线组 成。 四根控制线为： ——/PSEN : 外部取指控制。在访问外部ROM时， /PSEN信号会自动产生。 ——ALE : ALE是地址锁存允许信号。在访问外部存储 器（RAM或ROM）时，通常用它的下降沿来锁存P0口 送出的低8位地址信号。 ——/EA : /EA是访问外部存储器的控制信号。当/EA 无效（高电平）时，访问内部ROM；当/EA有效（低 电平）时，访问外部ROM。 ——RST ： RST是复位信号输入端。
Flash简介
Flash介绍：
flash闪存是非易失存储器，可以对称为块的存储器单元块进行擦 写和再编程。 Intel于1988年首先开发出NOR Flash 技术，紧接着，1989年，东芝 公司发表了NAND Flash 结构。 NOR Flash 的特点是芯片内执行，这样应用程序可以直接在Flash闪 存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。NOR 的传输效率很高，在 1~4MB的小容量时具有很高的成本效益。NAND的结构能提供极高的 单元密度，可以达到高存储密度。应用NAND的困难在于Flash的管理 和需要特殊的系统接口。通常NOR的速度比NAND稍快一些，而NAND 的写入速度比NOR快很多。闪存只是用来存储少量的代码，这时NOR 闪存更适合一些；而NAND则是高数据存储密度的理想解决方案。 NOR/ NAND Flash 比较 • 1 NOR的读速度比NAND稍快一些。 • 2 NAND的写入速度比NOR快很多。 • 3 NAND擦除速度远比NOR快。 • 4 NOR Flash上数据线和地址线是分开的；NAND Flash上数据线和地址 线是共用的 （所以单片机可以对NOR Flash扩展）。
51单片机外部存储器的扩展
一、地址线旳译码
存储器芯片旳选择有两种措施：线选法和译码法。
1、线选法。所谓线选法，就是直接以系统旳地址线作为 存储器芯片旳片选信号，为此只需把用到旳地址线与存储 器芯片旳片选端直接相连即可。 2、译码法。所谓译码法，就是使用地址译码器对系统旳 片外地址进行译码，以其译码输出作为存储器芯片旳片选 信号。译码法又分为完全译码和部分译码两种。
ALE
8051
LE OE
P0.7
8D 8Q
P0.6
7D 7Q
P0.5
6D 6Q
P0.4
5D 5Q
P0.3
4D 4Q
P0.2
3D 3Q
P0.1
2D 2Q
P0.0
1D 1Q
74HC573 地址总线扩展电路
OE：输出允许端，为0
时芯片有效。
A7
LE：锁存控制端，高电
A6 平时，锁存器旳数据输出端
A5 Q旳状态，与数据输入端D
（1）完全译码。地址译码器使用了全部地址线，地址与存储 单元一一相应，也就是1个存储单元只占用1个唯一旳地址。
（2）部分译码。地址译码器仅使用了部分地址线，地址与存 储单元不是一一相应，而是1个存储单元占用了几种地址。
❖ 二、扩展存储器所需芯片数目旳确定
❖
若所选存储器芯片字长与单片机字长
一致，则只需扩展容量。所需芯片数目按下式
07~00 I0~I7
× 8 ）
扩
锁存器
展
74 HC 573 D0~D7
8位数据
RD
OE
WR
GND WE
图2.2-13 8031与6264的连接
单片机电子课件外部存储器的扩展
SPI接口采用主从模式，有一个主设备和一个或多个从设备。 主设备通过SCK信号线控制数据传输，从设备根据主设备的 时钟信号进行数据读写。SPI接口具有高速、简单、易扩展等 优点，适用于多种类型的存储器扩展。
I2C接口
总结词
I2C接口是一种多主机总线，常用于连接单片机和各种外设。
详细描述
I2C接口采用两线制，分别是数据线SDA和时钟线SCL。多个设备可以共用这两 根线，通过地址码进行设备间的通信。I2C接口具有简单、灵活、可靠性高等优 点，适用于连接各种传感器、存储器等外设。
详细描述
例如IDE接口、USB接口等。这些接口技术各有特点，适用于不同的应用场景。IDE接口通常用于连接硬盘等大容 量存储设备，而USB接口则具有通用性高、易于扩展等优点。
05
扩展外部存储器的硬件设计
存储器芯片的选择
闪存芯片
闪存芯片具有非易失性，断电后 数据不会丢失，且容量大、体积
小，适合存储大量数据。
随着技术的发展，单片机逐渐发展成 为嵌入式系统的重要组成部分，广泛 应用于各种领域。
现代单片机
现代单片机采用32位或64位处理器，具 有更强大的计算能力和更丰富的外设接 口，能够满足更复杂的应用需求。
03
外部存储器概述
外部存储器的分类
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)：电可 擦除可编程只读存储器，可以通过电子方式擦
除和编程。
SRAM (Static Random-Access Memory)： 静态随机存取存储器，读写速度快，但价格较
高。
Flash Memory：闪存，是一种非易失性存储 器，可以在断电后保存数据。
51单片机大容量数据存储器的扩展要点
郑州航空工业管理学院《单片机原理与应用》课程设计说明书10 级自动化专业 1006112 班级题目51单片机大容量数据存储器的系统扩展姓名杨向龙学号100611234指导教师王义琴职称讲师二О一三年六月十日目录一、51单片机大容量数据存储器的系统扩展的基本原理 (4)二、设计方案 (4)三、硬件的设计 (5)3.1 系统的硬件构成及功能 (5)3.2硬件的系统组成 (5)3.2.1、W241024A (5)3.2.2、CPLD的功能实现 (5)3.2.3、AT89C52简介 (6)3.2.4、SRAM的功能及其实现 (9)3.3、基本单片机系统大容量数据存储器系统扩展 (9)五、结论 (13)六、参考资料 (13)51单片机大容量数据存储器的系统扩展摘要：在单片机构成的实际测控系统中，仅靠单片机内部资源是不行的，单片机的最小系统也常常不能满足要求，因此，在单片机应用系统硬件设计中首先要解决系统扩展问题。
51单片机有很强的外部扩功能, 传统的用IO口线直接控制大容量数据存储器的片选信号的扩展系统存在运行C51编译的程序时容易死机的缺点。
文中介绍了一种改进的基于CPLD的51系列单片机大容量数据存储器的扩展方法，包括硬件组成和软件处理方法。
关键字：W241024A、CPLD、AT89C52、SRAM一、51单片机大容量数据存储器的系统扩展的基本原理MCS-51 单片机系统扩展时，一般使用P0 口作为地址低8位（与数据口分时复用），而P2口作为地址高8位，它共有16根地址总线，最大寻址空间为64KB。
但在实际应用中，有一些特殊场合，例如，基于单片机的图像采集传输系统，程控交换机话单的存储等，需要有大于64KB 的数据存储器。
二、设计方案在以往的扩展大容量数据存储器的设计中，一般是用单片机的IO口直接控制大容量数据存储器的片选信号来实现，但是这种设计在运行以C51编写的程序（以LARGE 方式编译）时往往会出现系统程序跑飞的问题，尤其是在程序访问大容量数据存储器（如FLASH）的同时系统产生异常（如中断），由于此时由IO 口控制的片选使FLASH 被选中而SRAM 无法被选中，堆栈处理和函数参数的传递无法实现从而导致程序跑飞的现象。
51单片机外部存储器扩展
式。
二、地址译码器法 经过地址译码器，使用较少旳地址信号编码产生较多旳译码信
号，从而实现对多块存储器及I/O器件旳选择。
第410章章 M51单CS片-5机1单外片部机存系储统器功扩能展的扩展
10.3 外部存储器扩展 外部存储器旳扩展涉及程序存储器和数据存储器，这两种扩展
第410章章 M51单CS片-5机1单外片部机存系储统器功扩能展的扩展
10.1.1 I/O口扩展概述
因为MCS-51旳外部数据存储器RAM和I/O口是统一编址旳， 所以，顾客能够把外部64KB旳数据存储器RAM空间旳一部分作为 扩展外围I/O旳地址空间。这么，单片机就能够像访问外部RAM 存储器那样访问外部接口芯片，对其进行读/写操作。
第410章章 M51单CS片-5机1单外片部机存系储统器功扩能展的扩展
第10章 51单片机外部存储器扩展
10.1 外部I/O旳扩展 10.2 存储器概述 10.3 外部存储器扩展
第410章章 M51单CS片-5机1单外片部机存系储统器功扩能展的扩展
第10章 51单片机外部存储器扩展 10.1 外部I/O旳扩展
InteL企业常用外围器件如表10-1所示。
器件型号 8255A
8155/8156 8243 8279 8251 8253
器件名称 可编程外围并行接口 可编程RAM/IO扩展接口
I/O扩展接口 可编程键盘/显示接口
可编程通信接口 可编程定时/计时器
第410章章 M51单CS片-5机1单外片部机存系储统器功扩能展的扩展
SCL
起始/停止时序 写周期时序
SDA
ACK
MCS-51单片机存储器的扩展知识讲解
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§7.2 存储器扩展与编址技术
1. 存储器扩展
MCS-51系列单片机存储器有四部分:
✓片内程序存储器(部分有,8031片内无ROM)
✓片外程序存储器(扩展)
✓片内数据存储器(51系列都有，128字节)
✓片外数据存储器(扩展)
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§7.4 数据存储器扩展
一、常用的静态RAM（SRAM）芯片
➢ 典型型号有: 6116、6264、62128、62256。 +5V电源供电，双列直插封装，6116为24引脚封装， 6264、62128、62256为28引脚封装。
➢ 各引脚功能如下: A0～A14：地址输入线。 D0～D7：双向三态数据线。 /CE：片选信号输入。对于6264芯片，当26脚(CS)为 高电平时,且/CE为低电平时才选中该片。 /OE：读选通信号输入线。 /WE：写允许信号输入线，低电平有效。 Vcc：工作电源+5V GND：地
引脚功能如下： A0～A15：地址线引脚。数目决定存储容量。 D7～D0：数据线引脚 /CE：片选输入端 /OE ： 输出允许控制端 /PGM： 编程时，加编程脉冲的输入端 Vpp：编程时，编程电压（+12V或+25V）输入端 Vcc： +5V，芯片的工作电压。 GND：数字地。 NC：无用端
§7.3 程序存储器扩展
2. MCS-51扩展E2PROM的方法
➢ MCS-51外扩2817A
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小结
作业
小结: 1. 外扩存储器地址分配方法 2. 地址分配
作业：P199 9、12、13
➢ 全译码：全部高位地址线都参加译码； ➢ 部分译码：仅部分高位地址线参加译码。
51单片机 存储器的扩展
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6
Vcc Vss /CS A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 6116 A8 A9 A10 23 22 19
18
XTAL2
P1.7 P2.0
+5V
+ 10uf
9
RESET/Vpd
P2.1 P2.2 P2.3
8282
EA/Vdd
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0FFFH
终 止 地 址
与P2口相连
通过地址锁存器与P0口相连
注意：没有接入地址线的引线均为0(程序存储器ROM)
线路图
+5V 40
Vcc
20
Vss P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6
1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 39 38 37 36 35 34 33 32
P2.4 P2.5 P2.6
27
28 39 38 37 36 35 34 33 32
STB
/OE
31 10 11 I/O 13 14 15 16 17
11
9
9 10 11 13 14 15 16 17 I/O0 I/O1 I/O2 I/O3 I/O4 I/O5 I/O6 I/O7 /OE 20 /WE 21
1、外部存储器及其地址空间
外部存储器的扩展原因 外部存储器及其地址空间 存储器扩展方法 地址线的设计要求
外部存储器的扩展原因
51扩展程序存储器
存储器的扩展程序存储器的扩展MCS-51单片机程序存储器的寻址空间为64KB，对于8051／8751片内程序存储器为4KB的ROM或EPROM，在单片机的应用系统中、片内的存储容量往往不够，特别是8031，片内没有程序存储器，必须外扩程序存储器。
8051外扩程序存储器结构图如图6-1所示。
扩展程序存储器常用芯片有EPROM（紫外线可擦除型），如2716（2KB）、2732（4KB）、2764（8KB）、27128（16KB）、27256（32KB）等，另外还有＋5V电擦除E2PROM，如2816（2KB）、2864（8KB）等等。
1. 选择芯片原则在选择程序存储器芯片时，首先满足程序容量，其次在价格合理情况下尽量选用容量大的芯片。
芯片少，接线简单，芯片储存容量大，程序调整余量大。
如估计程序总长4KB左右，最好扩展一片8KB的EPROM2764，留有一定的余量。
另外，能用一片8KBEPROM2764则不要选2片2732(4KB)，多一个芯片接线就复杂许多，且功耗增多，尽量减少扩展芯片个数使电路结构简单，提高可靠性。
2. 程序存储器扩展举例例选用8031单片机，程序总量3KB左右，考虑程序存储器的最小扩展系统。
分析：8031单片机内部无ROM，无论程序长短都必须扩展程序存储器，考虑本例的程序量，扩展一片4KB的EPROM最合适。
8031单片机扩展一片4KB的2732程序存储器电路如图6-2所示。
图中74LS373是带三态缓冲输出的8D锁存器，与其功能相同的一组芯片还有8282、74LS273等。
在存储器芯片扩展电路设计时，重点弄清地址线，数据线及控制线的连接方法。
(1) 地址线图中2732共12根地址线AO～All(212=4096B=4KB)，低8位A0～A7通过74LS373与P0接口连接，高四位A8～A11直接与P2接口的P2.0～P2.3连接，P2接口有锁存功能。
(2) 数据线2732数据线D0～D7共8位直接与P0接口的P0.0～P0.7相连。
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10.2.2 常用的存储器
1．常用的EPROM存储器 EPROM是以往单片机最常选用的程序存储器芯片，是一种紫 外线可擦除可编程的存储器，最经常使用的有27C系列的EPROM ，如27C16（2KB）、（4KB）、27C64（8KB）、27C128（16KB ）、27C256（32KB），除了27C16和27C32为24个引脚外，其余均 为28个引脚。 2．常用的EEPROM存储器 本书以常用的24C02为例介绍EEPROM存储器，24C02是采用 CMOS工艺制作的串行EEPROM存储器，它具有可用电擦除的256 字节的容量，由3～15V电源进行供电。引脚图如图10-3所示。 其引脚功能如下： （1）SCL串行时钟 SCL为串行时钟端，它用于对输入和输出 数据的同步，写入串行EEPROM的数据用 其上升沿同步，输出数据用其下降沿同步。
上述地址选择译码中未用到的地址位均设成“1”状态（也 可设成“0”状态）。由于6116内部有2KB的存储空间，占 用11根地址线，故其片选线应取P2.3为高电位。
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2．地址译码法
对于RAM和I/O容量较大的应用系统，当芯片所需的片选信号多于 可利用的地址线时，常采用地址译码法。它将低位地址线作为芯片的内 地址，取外部电路中最大的地址线位数，用译码器对高位地址进行译码 ，译出的信号作为片选线。 如果译码器的输入端占用3条最高位地址线，则剩余的13条地址线 可作为片内地址线，因此，译码器的8条输出线分别对应一个8KB的地 址空间。地址译码示例如图10-2所示。 因为6264是8KB RAM，因此需要13条低位地址线（A0～A12）进 行片内寻址，其他3条高位地址线（A13～A15）经过三—八译码器后作 为外围芯片的片选线。图10-2中尚剩余3条地址线（Y5～Y7），可供扩 展3片8KB RAM或3个外围接口电路。根据图10-2中地址线的连接方法 ，全部地址译码如表10-2所示。
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因为6264是8KB RAM，因此需要13条低位地址线（A0～A12）进行 片内寻址，其他3条高位地址线（A13～A15）经过三—八译码器后作为 外围芯片的片选线。图10-2中尚剩余3条地址线（Y5～Y7），可供扩展3 片8KB RAM或3个外围接口电路。根据图10-2中地址线的连接方法，全 部地址译码如图10-2所示。
图10.1 片选法示例
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其中，6116为2KB的数据存储器，还有I/O扩展芯片8255 、8155、D/A变换器0832和定时/计数器8253等。外围芯片除 了片选地址外，还有片选内地址，而片选内地址是由低位的 址线全译码选择的。根据图10-1中地址线的连接方法，全部 地址译码如表10-2所示。
表 10-2 器 件 6264 8255 8155 RAM I/O 0832 8253 地址选择线（A15～A0） 000x xxxx xxxx xxxx 0011 1111 1111 11xx 0101 1111 xxxx xxxx 0101 1111 1111 1xxx 0111 1111 1111 1111 1001 1111 1111 11xx 地址译码表 片内地址单元数 8000 4 256 6 1 4 地 址 编 码 0000H～1FFFH 3FFCH～3FFFH 5E00H～5EFFH 5FF8H～5FFDH 7FFFH 9FFCH～9FFFH
图10-2 地址译码器
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10.2 存储器概述
存储器就是用来存储信息的部件。存储器是单片机系统的主要 组成部分，运行的程序需要存储器，处理数据需要存储器，存储数 据也需要存储器。没有存储器，系统无法正常工作。一个最小的单 片机系统必须包括程序存储器和数据存储器 存储器的主要指标有存储容量和存取速度。存储容量用字数位 数表示，也可只用位数表示。存取速度用完成一次存取所需的时间 表示。高速存储器的存取时间仅有10ns左右。 选择存储器件的考虑因素有易失性、只读性、位容量、功耗、 速度、价格和可靠性等
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10.1.1
I/O口扩展概述
51单片机的外部数据存储器RAM和I/O口是统一编址的，因此， 用户可以把外部64KB的数据存储器RAM空间的一部分作为扩展外围 I/O的地址空间。这样，单片机就可以像访问外部RAM存储器那样访 问外部接口芯片，对其进行读/写操作。
表10-1 Intel公司常用的外围器件
型
号
名称
8255A 8155/8156
8243 8279 8251 8253
可编程外围并行接口 可编程RAM I/O扩展接口
I/O扩展接口 可编程键盘/显示接口 可编程通信接口 可编程定时/计时器
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10.1.2 I/O地址译码技术
1．片选法
若系统只扩展少量的RAM和I/O接口芯片，可采用片选法。所谓片选法 即是把单独的地址线（通常是P2口的某一条线）接到外围芯片的片选 端上，只要该地址线为低电平，就选中该芯片。片选法示例如图10-1所 示。
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10.2.1
存储器的类型
（1）只读存储器（ROM）
（2）可编程ROM（PROM） （3）可擦除可编程ROM（EPROM） （4）电可擦除可编程ROM（EEPROM）
（5）随机存储器（RAM）
（6）闪存（Flash Memory）
（7）铁电存储器（FRAM）
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第10章 51单片机外部存储器扩展
10.1 外部I/O的扩展
10.2 10.3 存储器概述 外部存储器扩展
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10.1
外部I/O的扩展
51系列单片机虽具有很强的功能，但片内驻留的程序存储器、数 据存储器的容量、并行I/O线等还是有限的，51单片机共有4个8位并 行I/O口，在不能满足应用系统的需要时，51系列单片机可以很方便 地进行外部功能的扩展。由于具体应用中经常需要较大的程序和数据 空间，因此大部分51单片机应用系统设计中都不可避免地要进行I/O 口扩展。 系统的扩展归结为三总线的连接，连线时应遵守下列原则： （1）连接的双方数据线连数据线，地址线连地址线，控制线连控 制线。要特别注意的是，程序存储器接 ，数据存储器接 和 。 （2）控制线相同的地址线不能相同，地址线相同的控制线不能相 同。 （3）片选信号有效的芯片才选中工作，当一类芯片仅一片时片选 端可接地，当同类芯片多片时片选端可通过线译码、部分译码、全译 码接地址线（通常是高位地址线），在单片机中多采用线选法。